乐高机器人EV3设计与竞赛指南

本书是一本乐高机器人竞赛的指导手册，针对乐高机器人赛事的各个方面，包括四个主要板块：设计、导航、操作和组织。通过对这些板块的详细阐述，本书能够指导读者设计出高水准的乐高机器人作品，同时也能提高读者的科技素养，并使读者体会到乐高机器人带来的乐趣。

詹姆斯·杰弗里·特罗巴，知名FLL教练，FLL世锦赛的技术答辩裁判，FLL地区联盟主任，有着丰富的赛事经验、。本书译者：中文乐高论坛核心团队，对本书内容及图书都做了深入解读及修订，使之内容更适合国内人士阅读。

第1章设计机器人需要考虑的问题1
阅读规则1
清楚FLL机器人的零件使用规则1
研究任务说明2
将任务按区域分组2
分析任务3
画出场地图3
考虑约束和障碍4
场地的约束4
环境条件5
EV3软件5
了解乐高头脑风暴硬件6
EV3程序块6
触动传感器7
陀螺仪传感器7
颜色传感器7
超声波传感器8
大型伺服电机8
中型伺服电机8
开始机器人设计8
让整个团队一起头脑风暴9
展示你的设计9
绘制设计草图9
分配资源10
总结10
第2章底盘设计11
基本设计因素11
尺寸11
功率11
速度11
电池12
寻找重心12
齿轮传动14
直齿轮14
皇冠齿轮14
锥齿轮14
双锥面齿轮15
蜗杆15
离合齿轮15
滑轮16
旋钮轮16
传动比16
选择车轮17
周长18
安装18
履带19
最常见的底盘19
两轮机器人19
三轮机器人20
四轮机器人20
履带机器人20
发现和解决问题21
总结21
第3章直线行驶23
机器人结构的影响23
轴距23
重量24
车轮的周长24
车轴的支撑24
程序设计25
移动转向模块26
移动槽模块26
我的模块MyMove27
电池31
AA电池31
可充电电池板32
辅助装置32
贴墙行走32
基地中的出发标尺34
交流与学习35
电机匹配35
消除齿轮间隙的影响36
发现和解决问题36
总结37
第4章准确转弯39
转向设计39
差速转向系统39
转向驱动系统40
与转弯有关的计算41
单轮转动方式41
双轮转动方式42
程序设计43
移动转向模块43
移动槽模块43
创建我的模块MyPivot44
创建我的模块MyTurn45
陀螺仪传感器46
校准陀螺仪传感器46
用陀螺仪传感器转弯47
陀螺仪传感器的安装47
总结48
第5章巡线和检测线条49
EV3颜色传感器49
环境光模式49
反射光模式50
颜色模式50
安装颜色传感器50
校准颜色传感器51
进行校准51
使用EV3校准模块51
使用本地文件52
查看校准值54
删除校准数据54
遮蔽颜色传感器55
巡线55
两状态巡线示例56
界定两个以上的状态56
实现比例算法58
使用两个颜色传感器59
检测线条60
找到线条60
检测线条中的颜色62
总结62
第6章调整机器人姿态63
调整姿态63
用侧墙调整姿态63
被动式靠墙对正63
交互式靠墙对正65
与线条和区域边缘对齐67
总结69
第7章检测障碍物71
触动传感器71
检测按下状态71
检测释放状态74
检测碰撞状态75
颜色传感器76
超声波传感器77
总结78
第8章无动力手臂79
无动力手臂类型79
推送型手臂80
保险杠式80
犁式80
运送盒81
钩子型手臂82
简单式82
鱼钩式83
勾环式84
叉子式85
倾倒型手臂85
收集型手臂86
单向盒87
旋转式87
弹力型手臂88
无动力手臂的连接方式89
固定销连接89
无销连接89
磁铁连接90
总结90
第9章有动力手臂91
手臂电机的安装位置91
安装在前部91
安装在中部92
安装在后部92
确定手臂的类型92
抓物型手臂92
爪子式93
台钳式93
笼式94
提升型手臂94
杠杆式95
叉车式95
推送型手臂96
乐高执行机构96
自制执行机构96
动力连接97
直接连接97
齿轮连接98
传动轴连接98
总结99
第10章气动力101
气动系统示例101
气动零件102
气泵102
气罐102
气动开关103
气动执行器103
T形接头和软管104
气压表104
气动系统与EV3机器人集成104
启动105
触发105
搭建气动手臂105
总结106
第11章主程序107
我的模块107
定义开始和结束事件107
示例代码108
简单的顺序式主程序108
假设案例说明108
创建我的模块109
创建序列109
代码示例109
复杂的主程序111
程序导航111
滚动序列112
创建高级主程序115
程序显示115
保存状态117
总结118
第12章程序管理119
EV3更新119
管理源代码120
使用单台计算机120
多台计算机网络共享121
U盘121
文件命名121
总结122
第13章技术档案和技术答辩123
程序文档123
程序注释123
打印的程序副本124
机器人设计文档125
记录底盘设计125
手臂设计及说明126
技术答辩126
描述你的解决过程126
介绍你的技术档案127
与裁判交谈127
总结127
附录A搭建DemoBot129